Способ измерения частоты или длины волн

Способ измерения частоты или длины волн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф, Класс 21 а, 71

31840

ПАТЕНТ НА, ИЗОБРЕТЕНИЕ

:О П И С А Н И E способа измерения частоты или длины волн.

К патенту ии-ной фирмы — Генеральная компания беспроволочной твлегпафии

„Тесафи" (Compagnie Generale de Telegraphle sans fil Tesafi) в г. Париже, с

Франция, заявленному.4 марта 1931 года (заяв. свид. № 84377).

Действительный изобретатель ин-цМ. Г. Ширекс (М: Н. Chirex}.

0 выдаче патента опубликовано 31 августа 1933 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1933 года.

Предметом настоящего изобретения является способ измерения с большой точностью частоты высокочастотных токов. Способом этим можно измерять ча.стоты порядка одной стотысячной и менее; с его помощью может также осуществляться точная регулировка частоты радиопередатчика.

До сих пор устройства для измерения .частоты или волномеры обычно содержали в основном колебательный контур, настраиваемый на измеряемую частсФу; при этом момент резонанса отмечается ..максимальной силой тока. Однако такой .способ измерения недостаточно точен в виду того, что амплитуда тока в коле; - бательном контуре .мало изменяется. в непосредственной близости от резонанса, что обусловливается незначительйостью вблизи резонанса реактивного сопротивления по сравнению с ваттным срдротивлением.

Способ, предлагаемый настоящим изо° бретением, гораздо. более точен и заключается в выявлении изменений фазы тока в колебательном контуре при настраивании этого последнего на измеряемую частоту. Точность предлагаемого

l (425) способа базируется на том, чт@ вблизи резонанса ффа изменяется весьма резко в отличие отплавно изменяющейся силы тока.

Согласно изобретению для выявления разности фаз между током замннутогб апериодического контура с двумя катушками самоиндукции и током настроенного . контура, образованного конденсатором, включенным между двумя точками апериодического контура, применен диференциальный прибор, включенный через детектор между двумя точка ми упомянутых катушек.

На чертенке фиг. 1 изображает схематически устройство, отвечающее предложенному способу; фиг. 2 — диаграммы, поясняющие действие прибора; фиг. 3 —, 5 видоизмененные устройства, отвечающие также предложенному способу. . Две (предпочтительно одинаковые) катушки самоиндукции 1 и 2 (фиг. 1); включены параллельно конденсатору 3. ,Устройство возбуждается катушкой 4, приключенной к источнику тока, частоту которого желательно измерить. Систему

1, 2, 3 можно рассматривать как два контура, из которых одМ, апериодический, составлен самоиндукциями 1 и 2, . соединенными последовательно, другой же контур образован теми же самоиндукциями в параллельном соединении, причем к этой системе самоиндукций последовательно приключен конденсатор, благодаря . чему этот контур является резон а нсны м.

Если предположить, что коэфициенты взаимной индукции катушки 4 и катушек

1 и 2 пропорциональны самоидукциям этих двух последних катушек, т.-е. что названные коэфициенти равны в" случае одинаковости обеих катушек, то очевидно, что через конденсатор ток проходить не будет; только в апериодическом контуре, образуемом йослецовательно включенными катушками 1 и 2, будет протекать ток, сдвинутый по фазе индуцированной э.д.с. на 90. Если -.àòåì слегка увеличить один из коэфициентов взаимной индукции по сравнению с другим, хотя бы посредством незначйтельного перемещения катушки 4, то обкладки конденсатора перестанут получать одинаковое напряжейие, и в самоиндукциях 1 и 2 на прежний, смещенный по фазе относительно напряжения на 90 ток, наложится ток, даваемый настроен-, ным контуром; последний ток будет в фазе с индуцируемой электродвижущей силой при точной настройке контура в резонанс на частоту тока. ймплитуда этого тока будет пропорциональна разности индуктированных э. д. с.

Расхождение индуктированных электродвижущих сил регулируется с таким расчетом, чтобы совпадающий,по фазе с э.д.с. ток 1„по величине равнялся току с 90 смещением фазы 1, что, впрочем, требует лишь. весьма малого расхождения электродвижущих сил при условии малых потерь в катушках 1, 2, 3. = Фиг. 2 представляет диаграмму равнодействующих токов 1 и I„ в самоиндук циях 1 и 2. Теоретические. данные и расчет показывают, что токи 1, и I,, равные между собой при точной настройке колебательного контура, перестают быть равными, как,только наступает расстройка. Объясняетя это тем, что при расстройке вектд Ы 1 (фиг, 2) поворачиваются на некоторйй угол; что вызывает уменьшение угла а при увеличении угла или наоборот.

Для выявления разности токов 1„— I„ можно пользоваться двумя детекторами 5, шунтирующими участок самоиндукций 1;2 (фиг. 1). Под детектором здесь разумеется любой орган, преобразующий высокочастотный ток в ток низкой частоты, либо в постоянный ток, например, термоэлемент, кристаллический детектор, электронная лампа и. т. д.

Особенно удобно включение двух термоэлементов таким образом, чтобы электродвижущие силы, получаемые от термоэлементов, подводились к индикаторному прибору; эти э. д. с. дают некоторую диференциальную э. д. с., меняющую направление (знак) вместе со знаком расстройки; при резонансе эти э.д.с. срв п ада ют.

Приблизительный расчет показывает, что диференциальная э. д. с., выраженная в процентах средней электродвижущей силы каждого из элементов составляет

4 Я% причем Z обозначает расстройку (в процентном отношении), а S-выражает отношение реактивного сопротивления настроенно го контура к его ваттному сопротивлению.—

Так Йапр., в контуре, для которого

S=1000, при расстройке в 0,00001, мы получим диференциальную э. д. с. в 4%.

Эти численные данные соответствуют случаю детектора, „подчиненного квадратинному закону, при равенстве токов

1 и1.

Если же последние не равны, то это влечет за собой уменьшение чувствительности измерительного устройства, но, однако, не его точности; при этом падение чувствительности будет незначитель1 но в том случае, если отношение — ле4 2 жит. в пределах от 0,7 до е1,4.

Как показывает теоретическое рас-. смотрение, катушки 1 и 2 могут быть также индуктивно связаны друг с другом.

Что касается катушки связи 4, то она может быть вовсе опущена прй условии регулирования потоков в катушках 1 и 2 согласно тому, как указывалось вы,ше.

При волнах очень высокой частоты предпочтительна схема фиг. 3, где самоиндукции 1 и 2 образованы одним за мыкающим витком проводника, а конденсатор включается между двумя диаметрально и ротивоположными точками проводника 1 — 2.

Фиг. 4 соответствует случаю применения термоэлементов. Нагревательная спираль 1 может быть, напр., обмотана вокруг легкого кварцевого стержня и .установлена в фокусе эллипсоидального рефлектора -2,. причем в другой фокус последнего помещен термоэлектрический спай 3.

Чувствительность устройства может быть регулируема путем перемещения одного из этих двух элементов. В случае применения предлагаемого устройства для целей регулирования частоты можно, например, усилить диференциальное напряжение, получаемое у зажимов конденсатора; с этой целью применим ламповый усилитель, по выходе из которого усиленный ток может быть применен для управления регулируемым генератором.

Итак, принцип изобретения заключается в возбуждении в первичном проводнике двух токов с близкими к равенству амплитудами, из коих один изменяется по фазе в зависимости от часто вы, другой же обладает постоянной фазой, отличающейся на 90 от фазы напряжения; далее, во вторичном проводнике опять-таки получаются два тока, 1 из которых один изменяется по фазе в зависимости от частоты, другой же обладает постоянной фазой, отличающейся на 90 от фазы резонанса.

Не отступая от этого, принципа, возможно ввести в осуществление изобретения ряд изменений.

Так, например, ответвления 1 и 2 могут включать емкость.

Детекторы могут быть расположены, как это изображено на фиг. 5 и т. д.

П редм ет патента.

1. Способ измерения частоты или длины волн, отличающийся тем, что для выявления разности фаз между током замкнутого апериодического контура с двумя катушками 1, 2 самоиндукции к током настроенного контура, образованного конденсатором 3. включенным между двумя точками апериодического контура, применен диференциальный прибор, включенный через детектор 5 между двумя точками катушек 1, 2.

2. При способе по и, I применение в качестве детектора термоэлементов, в которых с одной стороны — спираль подогрева, с другой стороны — термическим элемент связи расположены в двух фокусах отражающего эллипсоида, причем чувствительность таких термоэлементов регулируется перемещением одного иа органов, установленных в фокусах.

Е патенту ин-ной фирмы Генеральная компания оеспроволочной телеграфии;, 1есафи." М 31840

Ф1иг. 1

Jp

Фиг. F»

tp

Фи г.5

P. В..

Ленпромпечатьсоюз. Тип. „Печ. Труд . Зак. 5576 — 1009